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目录
摘 要 .............................................................. 3
1文献综述 ......................................................... 4
1.1机器人运动学问题的研究现状 ..................................... 4
1.1.1运动学正解 ................................................... 4
1.1.2运动学反解及其多解性与唯一性 ................................. 4
1.1.3机械化求解 ................................................... 6
1.1.4发展趋势 ..................................................... 6
1.2关于雅可比矩阵求解的文献综述 ................................... 7
1.2.1 综述国内外研究现状 ........................................... 7
1.2.2 研究的主要成果 ............................................... 7
1.2.3求解雅克比矩阵的有效方法 ..................................... 8
1.3关于工作空间与奇异位形求解的文献综述 ........................... 9
1.3.1 工作空间与奇异位形简介 ....................................... 9
1.3.2 形分析方法 .................................................. 11
1.4关于运动学仿真分析的文献综述 .................................. 13
1.5关于机器人机构的静力学的文献综述 .............................. 19
2运动学分析初步 .................................................. 21
2.1三维模型 ...................................................... 21
2.1.1solidworks模型 .............................................. 21
2.1.2 Adams仿真模型 .............................................. 21
2.2 运动学分析 .................................................... 22
2.2.1 欧拉角分析 .................................................. 22
2.2.2机器人机构的连杆坐标系及连杆D-H参数， ...................... 23
2.2.3机器人机构的位置正解及验证 .................................. 23
2.2.4机器人机构的位置反解 ........................................ 26
2.2.5机器人位置反解多解性与唯一性 ................................ 28
3 运动雅可比 ...................................................... 29
3.1微分变换法 .................................................... 29
3.2矢量积法 ...................................................... 29
3.3速度递推法 .................................................... 30
3.4验证 .......................................................... 31
4 奇异位形分析 .................................................... 32
5工作空间分析 .................................................... 33
5.1数值法 ........................................................ 33
5.2解析法 ........................................................ 34
6 静力学分析 ...................................................... 34
6.1 力雅克比矩阵求解 .............................................. 34
6.2 刚度柔度矩阵计算 .............................................. 35
结论 .............................................................. 36
参考文献 .......................................................... 37
附录1 ............................................................ 38
摘 要
本文分析了库卡机器人KR 30 jet的运动特点，并在分析和总结前人关于机器人运动学分析的基础上，详细地阐述了机器人建模、欧拉角选择以及运动学正反解的各种方法及其进展情况。本文查阅了国内外与串联机器人的运动雅可比矩阵、工作空间和奇异位形求解相关的算法，采用了矢量积方法和微分变换法对机器人机构的运动雅可比矩阵进行了求解。通过这两种方法的对比，验证了求解结果的正确性。此外本文在基于求解的雅可比矩阵分析了机器人机构的奇异位形，并基于位置正反解和奇异位形，对机器人的工作空间进行了求解。本文查阅了国内外关于运动学仿真分析的方法，并撰写了文献综述，采用运动学仿真软件Adams对其位置、速度进行仿真，验证了位置正反解及运动雅克比矩阵等分析的正确性。此外本文对机器人机构的静力学进行了分析，求得各关节驱动力与外力之间的映射关系，并利用运动雅克比矩阵验证其正确性；分析机器人机构的静刚度，求得其刚度和柔度矩阵。
关键词： 雅可比矩阵；工作空间；奇异位形；【yanshandaxue】
1文献综述 随着工业自动化的大力发展，我国正在实施创新驱动发展战略，大力推动大众创业万众创新、互联网+和中国制造2025，机器人科技为代表的智能产业蓬勃兴起，成为现代科技创新的一个重要标志。我国将机器人和智能制造纳入了国家科技创新的优先重点领域。这将有力促进机器人新兴市场的成长，创造世界上最大的机器人市场。而库卡机器人作为机器人和自动化技术领域的先驱，是全球领先的工业机器人制造商。库卡公司的工业机器人种类齐全、多种多样，几乎涵盖了所有负载范围和机器人类型。通过对其产品的研究分析有利于我国机器人行业的发展和进步，此文将研究其公司的重要产品KUKA KR 30-10的运动学及动力学仿真。
KR30-3机品人属于中等负荷机器人，其适用于搬运与装卸、包装及拣选、其它操作、涂漆、表面处理、金属压铸机、铸造设备、涂漆、焊接、上釉、涂胶水和密封材料、其它涂层、安装、固定、置入，装夹、其它应用、锻造设备、金属切削机床、操作其它机床、测量、检测或检验。它被业界誉为“行为艺术家，它形同拳头的工作空间为应用领域提供了节省空间和成本的设备方案”
1.1机器人运动学问题的研究现状
位置逆解问题是机构学中最基础也是最重要的研究问题之一，它直接关系到机器人运动分析、离线编程、轨迹规划和实时控制等工作。因为速度和加速度分析都要在进行位置分析的基础之上才能进行，所以位置逆解问题是机械人运动规划和轨迹规划的基础，只有通过运动学逆解把空间位姿转换为关节变量，才能实现对机械人末端执行器的控制。而从工程应用的角度出发，位置逆解问题的研究成果可以很容易地应用到机械人上面去，往往更引起我们的兴趣，因此就更加促进了对位置逆解问题的研究。
1.1.1运动学正解
对于运动学正解来说，它的解是唯一确定的，即在各个关节变量给定的条件下，机械人的末端抓手和工具的位姿是唯一确定的。
1.1.2运动学反解及其多解性与唯一性
运动学反解往往具有多重解，也可能不存在解。逆解分析是机器人运动学分析的一个重要组成部分,是进行机器人控制和轨迹规划的前提和基础。位置逆解的复杂程度往往与机械人的结构有很大关系。由于一般情况下，六个自由度便可满足机械人在工作空间内可达任一位姿，因此六自由度机械人最具有研究价值和实用价值。如果机械人的结
构尺寸有些特殊，如轴线平行或相交或轴线长度为零等情况下，逆解运算相对比较简单；而如果结构尺寸一般，且6个关节又都是转动副，则逆解运算较为困难，该问题被喻为是空间机构运动分析中的珠穆朗玛峰。无论是结构特殊还是一般，仅仅用某种方法求得6自由度机械人的位置逆解不是不够的，还要在计算方法，计算精度等各个方面作进一步的研究。机械人的位置逆解问题一般最终都归结为求解非线性方程组的问题。非线性方程组的求解方法有很多，主要包括数值方法和代数方法。
在位置逆解问题中常用的数值方法主要包括牛顿拉夫森法、优化算法，区间算法，遗传算法和同伦算法等方法。数值方法求解一般是先建立包括若干个未知量的一个方程组，然后提供一组初始值，再利用各种优化法进行迭代，使之逐步收敛于机构的一组解。这一类方法的优点是求解过程比较简单，但是在计算中需要提供适当的初始值，因此涉及到初始值的选取问题。另外，采用数值方法不能根据方程组的情况来确定机械人机构有多少组解，也很难得到全部解。
在位置逆解问题中常用的代数法主要包括析配消元法，聚筛法，Groebner基法和吴文俊消元法。这些代数方法求解一般是先建立若干个关系式，然后进行消元，最终得到只含有一个变量的一元高次方程，求解该方程得到变量的全部根。然后对应此变量求出一系列的中间变量(被消去的变量)。在该过程中，只要保证各个步骤都是同解变换，就能够保证得出全部的解，而且不产生增根。这一类方法的优点是可以解出全部解，而且不需要初始值，但是求解过程较为复杂，有一定的难度。
对于机器人运动学问题，有许多学者作了大量的研究工作。毕洁明等人采用位置和姿态分别迭代的数值算法进行分析，可以快速求得全部解，但是当机械人末端位置和姿态高度耦合时会造成迭代过程发散，无法求解。Regnier等根据分布式人工智能的概念，提出了一种新的数值方法，采用此迭代和分布式的算法，能够求出6R，5R1P，4R2P和3R3P结构6自由度机械人的位置逆解全部解。廖启征将位移封闭方程由三角函数形式转化为复指数形式，通过10个方程求出一般6R机械人没有增根的全部逆解。于艳秋将有理数逼近实数和三角函数的理论引入机械人位置逆解算法中，提高了计算精度以及运算当中处理异常情况的能力。对机器人的构型设计，运动学正反解是机器人设计需要讨论的关键问题之一，国内外的许多科学家也对此提出了许多解决办法。所谓机器人位置正解是指根据给定的关节变量求解机器人末端执行器的位置姿态的方法，相反，运动学反解是根据给定的机器人末端执行器的位置和姿态求解机器人各个关节变量的方法。1955年Denavit和Hartenberg提出的D-H法，采用四个独立变量（一个确定的关节对应有
机器人技术讨论课汇报
机械臂的加工方法，指标及成本
小组成员：
指导老师：李艳文
完成时间：2015年10月8日
3 机械臂加工
前言 ............................................................................................................. 4
一、机械加工方法 .................................................................................... 4
1.1平面加工 ....................................................................................... 4
1.2外圆表面 ....................................................................................... 4
1.3内圆表面加工 ............................................................................... 5
1.4螺纹加工 ....................................................................................... 5
二、换刀机械手 ........................................................................................ 6
2.1工艺分析 ....................................................................................... 6
三、叉臂 ..................................................................................................... 7
3.1 叉臂的加工工艺 .......................................................................... 7
四、总结 ..................................................................................................... 8
前言
工业机器人是高科技、高精度产品，其控制系统和传感系统要求准确度高，因此，对机加工工艺水平和检测水平提出了更高的要求。在工业自动化高速发展的今天,工业机械臂越来越多的代替人工,出现在生产线上。对于不同的工作要求,机器人的手臂会被要求有不同的工作精度。若要生产工业机械臂,同时考虑制造成本,这就不得不考虑其精度设计问题。
一、机械加工方法
1.1平面加工
1. 刨削：
定义：最常用的方法。是用刨刀对工件作相对直线往复运动的切削加工方法。可在牛头刨床及龙门刨床进行。属于半精加工。用于单件小批量生产。
刨床工艺范围：刨削平面（水平面、垂直面、斜面等）和沟槽（直槽、T形槽、V形槽，燕尾槽等）
2. 铣削：
定义：由铣刀旋转做主运动，由工件作进给运动的切削加工方法。铣削加工做回转运动。
铣削范围：水平面、垂直面、斜面、燕尾槽、键槽等。
升降台卧式铣床、立式铣床、龙门铣床。
加工特点：产率高。散热好。范围广。半精加工、成本高。
3. 磨削：
定义：在平面磨床上进行。一般作为铣削和刨削后的精加工工序。是中小型工件的高
精度平面及淬火钢件平面加工常用的加工方法。
方式：周边磨削，用砂轮周边进行磨削。 端面磨削，用砂轮端面进行磨削，适于轴承端面加工及中小型零件的平面加工，
成批生产。加工精度稍低。
1.2外圆表面
车外圆表面：
1. 粗车
目的：迅速切除毛坯的硬皮和大部分加工余量，消除毛坯制造的形状及位置误差，为后续加工做好准备。Ra=50-12.5um.
2. 半精车
目的：为零件的精加工做准备，也可以作为要求不高的外圆表面的最终加工工序。Ra=6.3-3.2um.【yanshandaxue】
3. 精车
目的：多作为外圆表面的最终加工工序。Ra=1.6-0.8um.
4. 精细车
Ra=0.4-0.2um.
磨外圆表面
1. 纵磨法
切削深度小，切削力小，散热好，加工精度高，适于磨削细长轴类零件的外圆表面加工，但产率低，多用于单件、小批量生产及精磨工序。
2. 横磨法
工件被磨削长度小于砂轮宽度，接触面积大，散热不好，产率高，精度稍低。
3. 综合磨法
先横磨进行粗磨，再纵磨法精磨。适合于磨削余量较大和刚性较好的工件。
1.3内圆表面加工
1. 钻孔：
定义：利用钻头在实体材料上加工内孔的方法。钻削设备：钻床、车床、铣床。不宜在斜面上钻孔，加工质量差，属于粗加工。
方式：钻头旋转，工件固定。钻头易偏斜。工件旋转，钻头固定。易引起孔径变化。钻小孔或深孔时采用。
2. 扩孔：用扩孔钻进一步加大孔径的过程。使用麻花钻。属于半精加工。
3. 铰孔：进一步提高孔的精度，需要铰刀铰孔。属于精加工。产率高，费用低。 钻孔、扩孔、铰孔联合使用，是加工中小孔的典型工艺。
4. 镗孔：在工件已有孔上进行扩大孔径的加工工艺。一般在镗床上进行。属于半精加工。
5. 拉孔：在拉床上进行。产率高。
6. 磨孔：精加工方法。在普通内圆磨床或万能外圆磨床上进行。
1.4螺纹加工
1. 车螺纹：
车床上可以加工各种形状，各种牙形的内外螺纹。
车削螺纹应用广泛，适于单件小批生产。但产率低。
6
机械臂加工
2. 铣螺纹：
成批生产中，为提高产率多用此法。
3.磨螺纹：
使用成形砂轮，故砂轮精度直接影响螺纹精度。此方法产率低，一般用在淬火后螺纹及高精度螺纹加工。
二、换刀机械手
换刀机械手是高档数控加工中心的核心组成部分。它的主要作用是将安装在 主轴上的刀具拔出、运送、存储在刀库，并把存储在刀库中的刀具运出和装入主 轴内，减少人工换刀带来的时间浪费，提高生产效率。
换刀机械手臂是加工中心换刀装置中精度高，难加工的关键零件，能否其精度要求，将直接影响加工中心的换刀精度。为此，根据其特殊性，制定特殊的加工工艺。
2.1工艺分析
机械换刀手臂如下图所示。从产品图上可看出，它的关键精度是：两端的半圆孔各自要求对中心孔距离的尺寸精度（2500.10）mm；两端半圆孔中心距端面距离（21.40.05）mm；两端半圆孔宽度（9.40.05）mm，与中心对称分布；两端轴向各孔是细长孔，并要求同心。
为保证以上加工精度，应对工件的加工工艺认真研究，分析清楚加工前后的工艺留量及定位基准。简明工艺如下：
（1）画铣床加工线、
（2）铣110mm×75mm四面，13mm两端面，各留0.2-0.3mm/
（3）磨110mm×75mm四面，13mm两端面。
（4）划各孔线，两端机械手线。
实 习 报 告
理学专业
姓 名：巴菲特 学 号：20170921009 专 业：理学 班 级：理学01班 指导老师：巴菲特 实习时间：XXXX-XX-XX—XXXX-XX-XX
20XX年XX月XX日【yanshandaxue】
目录
目录 ····················································2 前言 ····················································3
一、实习目的及任务 ···································3
1.1实习目的 ····································3
1.2实习任务要求 ·································3
二、实习单位（岗位）简介·································4
2.1实习时间········································4
2.2实习单位（岗位）简介·····························4
三、实习内容···········································5
3.1熟悉工作流程与工作程序·······················5
3.2培养工作实践能力和基本人际关系处理能力·····6
3.3强化岗位专业知识的理解与运用能力············6
四、实习心得体会·······································7
4.1人生角色的转变 ································7
4.2个人能力的提高 ································7
4.3人际关系的拓展 ······························7
五、实习总结···········································8
5.1实践是检验真理的标准 ························8
5.2团队，个人成长的催化剂 ························8
5.3良好的心态是学习工作中的基石 ···············9
5.4学无止境，贵在坚持·····························9
前言
毕业实习是大学教育最后一个极为重要的实践性教学环节。通过实习，一方面，使自己接触实际，了解社会，增强劳动观点和事业心、责任感；第二方面，使自己在社会实践中接触与本专业相关的实际工作，增强感性认识，培养和锻炼综合运用所学的基础理论、基本技能和专业知识，提高独立分析和解决实际问题的能力，把理论和实践结合起来，提高实践动手能力，为自己毕业后走上工作岗位打下一定的基础；第三方面，通过实习还可以检验学习效果，为进一步提高教育学习质量，培养个人能力积累经验。
一、实习目的及任务
1.1实习目的
通过实习实践，能系统运用所掌握的经济、管理、法规等知识，在实习单位的生产、经营、管理和商贸等实践活动中，通过不断学习与训练，掌握一定的实践知识与技能，并对生产、经营及人际沟通有一定的切身体验，以期培养独立思考、工作的能力，使自己成为适应社会需要的合格的理学专业人才。
1.2实习任务要求
1.2.1 巩固和掌握运用理学基本理论、基本方法和基本技能；
1.2.2熟悉所在实习单位的工作流程与工作程序；
（一）报考条件:
根据文件规定，燕山大学硕士研究生，本次考试选拔对象，应符合以下条件：
1.在校期间政治思想表现优秀，遵守校纪校规，文明礼貌，未受到任何处分。
2.学历要求：本科(或专科毕业两年)，无重考，无重修记录，身心健康。
3.平时必修课程和限选课程学习成绩优秀和综合素质好。
4.以综合考试成绩为录取依据，首先按各专业实考人数划定分数资格线，再按成绩从高到低择优录取。
5.综合考试成绩将在录取前公示7天，录取过程中，如果有排名在录取名额内的考生自愿放弃，在名额外的学生按顺序递补。
（二）报考事项：
历年真题QQ在线咨询：363、916、816张老师。学校各相关学院成立工作小组，确定工作中的相关原则政策和办法研究重大事项；负责本学院考试工作的组织宣传事项和实施工作；完成报考成绩的统计及综合排名汇总材料并上报填表。
1.各学院要先完成报考专业的成绩进行排名，根据名单确定考生的具体范围。
2.符合上述条件的参加综合考试，根据报考专业并提交书面申请材料审核。
3.工作领导小组审核汇总名单后，将公示7天，期满后不再提示。
4.各相关专业按照考试科目的顺序依次进行。
5.考试成绩以书面通知形式发到学生本人。
（三）考试流程:
1.参加初试并获得复试资格的考生，应在复试前填写相关表格，按规定时间提供自身研究潜能的材料，攻读研究生阶段的研究计划、科研成果等。
2.报考考生的资格审查由领导小组进行审查，对考生料进行审阅符合报考条件的考生统计填表。
3.我校采取笔试、口试或两者相兼的方式进行差额复试，以进一步安排加强进行考察学生的专业基础、综合分析能力、解决实际问题的能力和各种应用能力等。具体比例由学校根据本学科、专业特点及生源状况安排。
（四）复习方略：
1.注重课本很多考生会安排各种各样的资料，其实关键要能保证你进行的系统性。因此整个阶段应该以教材为主，以精读的方式对教材重点章节相关要点，对课本有一个纲领性的认识。对课后题必须要掌握，很多知识点题都出自课后。专业基础知识、该专业关注的研究方向。较为系统的了解都要以记忆为基础一定要做到对书的大体框架有全面的把握，把整个原理的前后概念贯穿起来。 2、在复习充分的情况下做完后对照答案进行对比，看看自己的差距在哪。接下来才是最重要的，你要了解往年的真题都会出什么题型，总结其考察重点是什么是哪一章节。整体掌握知识范围，一定要必须的题目都整理出来行理解背诵。根据科目的先后顺序，因为通常前几年出现的题目会出现，根据相关专业考核对照问题的深度和广度，结合自己的知识结构知识存量，科学的运用答题技巧针对有限的知识来最好地回答。专业课的难度绝不亚于英语,往往在侧重点上、宣传上
策略其实各位考生可以自己进行理性的分析假如你的水平处于中等你自己也会知道，在英语上拉分的几率太小英语能过线就可以。政治的难度相对较小，不需要投入过多的精力，只需按照老师的建议进行就好。而恰恰专业课往往会成为各位考生的短板。根据自身掌握情况安排时间，给众多考生以正确的引导。
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本科毕业设计（论文）
风电场集总模型的建立及算例分析
燕 山 大 学
2014年6月
本科毕业设计（论文）
风电场集总模型的建立及算例分析
燕山大学毕业设计(论文)任务书
本文来源：http://www.gbppp.com/jd/455682/
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